一种现场LoRa无线扩频通信的中继器的制作方法

本实用新型涉及一种无线中继器，特别是涉及一种现场LoRa无线扩频通信的中继器。

技术背景

现在的通信技术中，按照有无用线可分为有线通信和无线通信，在现场的应用中，无线通信相比有线通信有着诸多的优点。首先是有线通信相对造价比较低廉，有线通信方式的建立必须架设电缆，或挖掘电缆沟，因此需要大量的人力和物力，而用无线通信方式进行数据传输，只需要在每个终端连接无线数传电台和架设适当高度的天线就可以了，相比之下用无线数传模块建立专用无线数据传输方式，节省了人力物力，投资是相当节省的。再就是有线通信有建设工程周期短、适应性好、扩展性好、设备维护上更容易实现等优点。

LoRa通信是一种基于扩频技术的远距离无线传输技术，为用户提供一种简单的能实现远距离、低功耗无线通信手段。目前，LoRa通信主要在ISM频段运行，主要包括433、868、915 MHz等。现在主流的LoRa通信模块的通信距离大约在3~5KM之间，实际应用往往会比这个距离更短，基本在1KM左右。所以应用现场往往会因为建筑物的遮挡或者现场通信距离较远等原因，导致两个通信点之间无法完成通信，极大的限制了现场设备的应用。这时候就需要在两点之间增加一个中继设备完成无线数据的传输。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种现场LoRa无线扩频通信的中继器，该中继器采用LoRa无线扩频的通信方式通信，通过设置不同的频点，错开通信干扰的诸多问题，可实现由于现场无线通信距离过远或障碍物较多导致现场信号偏弱或没有导致的无法通信的问题。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种现场LoRa无线扩频通信的中继器，所述装置包括电源模块、电源指示灯、通信指示灯、主控芯片、LoRa无线通信模块，天线、3位拨码开关；220V的交流市电与电源模块相连，电源模块变换出的低压直流电连接电源指示灯、主控芯片和LoRa无线通信模块；主控芯片直接连接到两个LoRa无线通信模块，天线直接接到LoRa无线通信模块的天线接口；主控芯片直接与通信指示灯连接，3位拨码开关设置两个无线模块选择的不同无线通信频段，与主控芯片连接。

所述的一种现场LoRa无线扩频通信的中继器，所述中继器内置两个LoRa无线通信模块，中继器内置两个三位拨码开关，内置5路LED指示灯。

本实用新型的优点与效果是：

本实用新型使得主站本无法连接的远处的从站实现无线数据互通，中继器安装在主站与数据传送点之间，数据通过中继器内的两个运行在不同频段的LoRa无线通信模块，使得无线主站与本无法连接到的无线从站实现互联和数据传输。本设计两个3位拨码开关可方便快捷的根据现场需求去设置两个LoRa无线模块运行在不同频段上，最多可有8个频段提供使用。电源指示灯提示装置供电情况，4个通信指示灯可指示两个LoRa通信模块的发送和接收数据的情况。

附图说明

图1是无线通信现场示意图；

图2是LoRa无线通信中继器的装置框图。

图中：1为无线通信站点A、B、C，2为无线中继器，3为无线站点可覆盖的通信范围，4为市电输入，5为电源模块，6为主控芯片，7为LoRa无线通信模块，8为天线，9为指示灯，10为3位拨码开关。

具体实施方式

下面结合附图所示实施例对本实用新型进行详细说明。

本实用新型包括电源模块、1个电源指示灯、4个通信指示灯、主控芯片、2个LoRa无线通信模块，2个天线、两个3位拨码开关。首先220V的交流市电直接接入到电源模块，电源模块变换出的低压直流电直接与电源指示灯、主控芯片和LoRa无线通信模块连接，为其供电。主控芯片直接连接到两个LoRa无线通信模块，与其数据交换采用SPI的通信方式。两个天线直接接到LoRa无线通信模块的天线接口，将无线信号放大。主控芯片直接与4个通信指示灯连接，显示实时的通信状态。

在图1中，无线站点A的无线信号范围3无法通信到站点B和C，但是信号可以覆盖到中继2，中继器2发信号覆盖范围可以与站点B和C通信，这样主站点A就可以通过中继器2与从站点B和C通信。首先中继器2通过电源模块5把交流市电4变换整低压直流电，给装置供电，电源指示灯9用来显示装置是否供电。第一个无线模块7通过天线8接收到的数据，把数据通过SPI的通信方式传送到主控芯片6，主控芯片6再通过SPI的通信方式把数据传送给第二个无线模块7，第二个无线模块7采用与第一个不同的频段把数据通过天线8放大传送出去，使得主从站点间实现数据互通。通过4个通信指示灯9分别指示第一个无线通信模块7的收发和第二个无线模块7的收发数据情况。两个3位拨码开关10用来设置两个无线模块选择的不同无线通信频段，与主控芯片6直接连接，上拉输入，通过程序预设无线通信频段，重启本中继即可完成更换。

为了实现在现场实际应用中，无线通信的两个点由于距离过远或中间障碍物的原因导致无法通信或者通信信号不好导致数据错误等问题，设计了一种中间设备，在两个无线通信点之间增加一个中继设备完成无线数据的中转传输。中继器内置两个LoRa无线通信模块，主控芯片通过第一个LoRa无线通信模块接收数据后，把数据传送到第二个Lora无线模块发送出去。两个Lora模块的频段要有所区分，这样才不会导致数据冲突。通过中继器的内置两个三位拨码开关可实现8种不同频段的设置，方便、实用、快捷。通过中继器的内置5路LED指示灯可观测中间的电源、两个LoRa无线模块的接收和发送数据的实时情况。

本实用新型首先220V的交流市电通过本中继器内置的电源模块变换成装置所用的低压直流电，来给包括主控芯片、指示灯、LoRa无线通信模块供电。本实用新型主控芯片选用的是意法半导体公司是STM32单片机，型号为STM32F103C8T6，此单片机应用范围广，稳定性好，价格低廉。本设计选用的LoRa无线通信模块为SX1278无线模块，模块采用SEMTECH公司的LoRa调制技术的无线芯片，该模块除传统的GFSK调制技术外，还采用的LoRa（远程）扩频技术，具有超远距离扩频通信，高抗干扰性和打限度的减少电流功耗。主控芯片通过SPI的通信方式与两个LoRa无线模块相连，两个LoRa无线模块通过两个3位拨码开关分别预设无线模块的通信频段，装置运行时，首先主站会将数据通过无线发送到中继器，中继器的第一个无线模块收到数据后，SPI通信方式把数据传送给主控芯片，主控芯片再通过SPI通信方式传送给第二个无线模块发送出去，传送到主站不能直接通信到的远处从通信站点，注意两个LoRa无线模块所选择的频段必须不同，以免发送信号干扰和数据冲突，所用从站点的频段要与主站的频段不同，与中继器的第二个无线模块频段相同。这样安装在远处主站无法通信到的数据传送点就可以通过本设计的LoRa无线中继器使得主站和远处通信从站点传送数据。装置中的4个数据指示灯用来指示数据在中继器的收发情况，便于使用者观测。